3596 (Практическая культура безопасности эксплуатации АЭС), страница 2

Хотя человечество столкнулось с массированным воздействием радиоактивности на человеческий организм еще в 1945 г. при бомбардировке ядерными бомбами городов Хиросима и Нагасаки, а также при последующих испытаниях ядерного оружия и многочисленных аварийных ситуациях на реакторных установках различных типов, но, хорошо представляя воздействие больших доз радиации на человеческий организм с развитием лучевой болезни и с летальным исходом, ученые и сейчас еще не могут предсказать отдаленные генетические последствия для людей, подвергающихся постоянному внутреннему радиоактивному облучению за счет повышенного содержания радиоактивных изотопов в воздухе, воде и пище. Не исключено, что такое увеличивающееся внутреннее радиоактивное облучение приведет к мутациям на генетическом уровне, угрожающим самому существованию той или иной нации.

Вероятность выхода радиоактивных продуктов за проектные пределы их локализации существенно возрастает при возникновении нарушений и аварийных ситуаций в технологических режимах работы блока АЭС. Аксиоматически можно утверждать, что величина нарушений и аварийных ситуаций в технологических режимах работы блока АЭС зависит от степени нарушений оперативным персоналом принципов и законов действия блока АЭС, но никоим образом не зависит от причин неправильных действий оперативного персонала. Если любое государство решило построить у себя и эксплуатировать хотя бы один блок АЭС, то все в этой стране, - начиная от президента страны и кончая последним обходчиком на АЭС, - должны как 2 2=4 уяснить себе одну простую, но абсолютную истину: блок АЭС - потенциально опасная сложная технологическая система, действующая по своим природным принципам и законам, которые не может ни изменить, ни отменить ни один человек в мире, какую бы высокую должность он ни занимал. Законы эти надо знать, понимать и выполнять безусловно.

Кажется достаточно очевидным, что в принятом INSAG определении: Культура Безопасности - это такой набор характеристик и особенностей деятельности организаций и поведения отдельных лиц, который устанавливает, что проблемам безопасности АС, как обладающим высшим приоритетом, уделяется внимание, определяемое их значимостью, - "высший приоритет" и заключается в признании этой абсолютной истины на всех, - без исключения, - иерархических уровнях управления в государстве.

3. Нарушения принципов и законов действия блока АЭС, увеличивающие вероятность выброса радиоактивных продуктов в окружающую среду.

1. Технологическое несовершенство проектирования и изготовления оборудования реакторной установки блока АЭС. Примером может служить несовершенная технология изготовления герметичных оболочек ТВЭЛ тепловыделяющих сборок реактора первого блока НВ АЭС. Из-за наличия множества микротрещин в герметичных оболочках ТВЭЛ все газообразные радиоактивные продукты деления урана выходили в теплоноситель 1-го контура. С продувкой 1-го контура эти радиоактивные газы распространялись по всему тракту продувки и ее очистки, так что на щите спецводоочистки (ЩСВО) газовая активность увеличивалась до 1500 ПДК и оперативный персонал вынужден был работать там в герметичных защитных костюмах. Даже на БЩУ, расположенном в "чистой зоне", иногда газовая активность поднималась до 6ПДК. Разумеется, весь этот радиоактивный газ в конечном счете попадал в окружающую среду. Для сравнения интересно отметить, что на 5-ом блоке-"миллионнике" НВ АЭС, введенном в эксплуатацию в 1980 г., наличие микротрещин в герметичных оболочках ТВЭЛ отмечается в единичных случаях, а увеличение газовой активности до 17-20ПДК в боксе ПГ - ГЦН (внутри герметичной оболочки реакторной установки) свидетельствует о наличии видимого парового свища на оборудовании 1-го контура.

2. Возникновение не управляемой цепной реакции в активной зоне реактора при условии +Δρа.з. ≥β. Хотя, как указывалось выше, ядерных взрывов активной зоны реактора при этом не происходит, но мощность паровых взрывов при этом настолько велика, что реактор разрушается и все радиоактивные продукты деления урана, накопленные в активной зоне в процессе работы реактора, выбрасываются в окружающую среду. Это особенно опасно в связи с попаданием твердых радиоактивных продуктов деления урана в почву, а оттуда по пищевым цепочкам внутрь человека, что приведет к внутреннему облучению людей с непредсказуемыми мутациями на генетическом уровне.

3. Недостаточный расход теплоносителя через активную зону реактора при некоторой постоянной мощности реактора. По нарушениям технологического режима работы реакторной установки эта ситуация соответствует также превышению допустимой мощности реактора при некотором постоянном расходе теплоносителя через активную зону реактора. Классическим примером такого случая является аварийная ситуация на первом блоке НВ АЭС в 1968 г., не отраженная в [1]. После обрыва шпилек и падения вниз защитного экрана в корпусе реактора заместитель начальника смены (ЗНС) Бедринов Е.П. аварийно остановил реактор по фактору скачкообразного увеличения перепада давления теплоносителя на реакторе. Однако, вызванный ЗНС Бедриновым на БЩУ главный инженер НВ АЭС, совершенно не разобравшись в реальной ситуации на блоке, отстранил ЗНС Бедринова от работы и приказал старшему инженеру-оператору (СИО) пускать и нагружать реактор. Поскольку расход теплоносителя через активную зону реактора был существенно уменьшен (задросселирован) упавшим экраном, то при превышении ограниченной этим расходом допустимой мощности реактора наиболее напряженная тепловыделяющая сборка в активной зоне была разрушена полностью (в наличии остались только головка и хвостовик кассеты из нержавеющей стали). В теплоноситель 1-го контура попали не только радиоактивные продукты деления урана, но и весь облученный уран разрушенной топливной сборки.

4. Частичное или полное осушение активной зоны реактора. Классическим примером этого случая является авария в США на втором блоке АЭС "Three Mile Island" (ТМА-2) в 1979 г. Подробное описание этой аварии приведено в [1], но следует отметить, что несмотря на разрушение (расплавление) большей части активной зоны реактора и выход большого количества радиоактивных продуктов с теплоносителем 1-го контура непосредственно в герметичную оболочку (ГО) реакторной установки, утечка радиоактивных продуктов за пределы ГО была незначительной.

5. Аварийные течи теплоносителя из 1-го контура реакторной установки. Хотя максимальной проектной аварией на блоках АЭС с ВВЭР (PWR) принят разрыв основного циркуляционного трубопровода 1-го контура, но в мировой практике эксплуатации АЭС, как это видно в [1], не наблюдалось даже разрывов трубопроводов меньшего диаметра (кроме импульсных трубок диаметром 16-18 мм). Это свидетельствует прежде всего об ответственном отношении к основным и вспомогательным системам 1-го контура как на стадии проектирования и изготовления их, так и на стадии эксплуатации. Но при этом не следует забывать, что открытие и не закрытие предохранительных клапанов 1-го контура также связано с аварийной течью теплоносителя из 1-го контура и было, в частности, одной из главных причин аварии на АЭС ТМА-2.

6. Аварийные течи радиоактивных сред и отходов при их переработке и хранении. Особенностью систем сбора, транспортировки, переработки и хранения радиоактивных сред на АЭС являются низкие параметры в них и лишь косвенное влияние их на ведение основного технологического процесса на блоке. Но как раз это приводит к видимому уменьшению ответственности как при проектировании и изготовлении, так и при их эксплуатации. В результате, количество аварийных течей из этих систем неизмеримо больше, чем из основных и вспомогательных систем 1-го контура. Низкие параметры в системах уменьшают расходы таких аварийных течей и непосредственному загрязнению, как правило, подвергаются только оганиченные участки территории самой АЭС. Поэтому расследование этих случаев остается внутренним делом данной АЭС и к ним не привлекается внимание профессионалов и широкой общественности. А между тем с помощью ветра и дождей происходит постепенное распространение радиоактивных продуктов от мест непосредственного загрязнения и постепенное увеличение внутреннего облучения людей через пищу, питьевую воду и вдыхаемый воздух. В качестве иллюстрации к вышесказанному можно вспомнить, как из-за несовершенства проектных решений и ошибки операторов на первом блоке НВ АЭС кубовый остаток (концентрированные радиоактивные отходы) был передавлен в трубопроводы сжатого воздуха в "чистой зоне".

4. Потенциальные причины несоответствия действий персонала принципам и законам действия блока АЭС

1. Недостаточное знание или понимание персоналом принципов и законов действия блока АЭС. Знание и понимание персоналом принципов и законов действия блока АЭС определяется как существующей на данной АЭС системой отбора специалистов на конкретные должности, так и системой их теоретического обучения и передачи им существующего уже опыта оперативной эксплуатации блока. С течением времени как требования к принимаемым на АЭС специалистам, так и система их подготовки на АЭС существенно изменялись. Если на первом блоке НВ АЭС для подготовки оператора реакторного отделения на БЩУ требовалось только наличие общего высшего образования (специалист мог иметь диплом инженера по сельскохозяйственной технике или железнодорожника), а система подготовки специалиста на АЭС базировалась на самоподготовке и наставничестве, то уже на пятом блоке НВАЭС для подготовки специалистов того же профиля требовалось наличие специального высшего образования, подготовка и самостоятельная работа на промежуточных должностях (с обучением в УТЦ с использованием полномасштабных тренажеров). Разумеется, элементы самогоподготовки и наставничества в системе подготовки специалиста сохранены в необходимых пропорциях.

2. Недостаточно полное или недостаточно корректное отражение принципов и законов действия блока АЭС в инструкциях по эксплуатации блока. Как уже упоминалось выше, в 1963 г. для разработки инструкций по эксплуатации первого блока НВ АЭС была создана рабочая группа из молодых ученых ИАЭ и будущих операторов-технологов БЩУ, которые, не имея никакого практического опыта эксплуатации АЭС, писали инструкции по эксплуатации только на основе своих знаний проектных и конструкторских материалов. При этом следует иметь ввиду, что проектанты и конструкторы также не имели никакого практического опыта эксплуатации АЭС. Очевидно, что при таких условиях трудно было рассчитывать на полноту и корректность отражения в инструкциях по эксплуатации принципов и законов действия блока. В дальнейшем при накоплении практического опыта эксплуатации блока оперативным персоналом в инструкции по эксплуатации вносились необходимые изменения и степень соответствия их принципам и законам действия блока повышалась. Подобная же ситуация имела место при пуске всех остальных блоков НВ АЭС (за исключением четвертого, который был подобием третьего блока): оперативный персонал разрабатывал инструкции по эксплуатации вновь пускаемого блока, не имея еще никакого практического опыта эксплуатации этого блока. Буквально анекдотической иллюстрацией к сказанному выше является тот факт, что второй блок НВ АЭС был спроектирован, построен и сдан в эксплуатацию с паровым компенсатором объема (КО), но: без каких бы то ни было штатных систем расхолаживания КО. Оперативный персонал второго блока, имевший только опыт эксплуатации первого блока с азотным КО, при разработке инструкций по эксплуатации второго блока НВ АЭС попросту не обратил внимания на отсутствие штатной системы расхолаживания КО. И только столкнувшись с этой проблемой при первом останове блока после его пуска и работы на мощности (!!) оперативный персонал был вынужден придумывать совершенно нештатную схему расхолаживания КО с помощью системы продувки импульсных трубок уровнемеров КО. Разумеется, эксплуатационный персонал НВ АЭС тут же разработал и внедрил систему расхолаживания КО сначала от насоса петли очистки 1-го контура, а несколько позднее и от напора ГЦН. Соответствующие изменения были внесены во все инструкции по эксплуатации второго блока НВ АЭС. Каково же было изумление вновь укомплектованного оперативного персонала строящегося третьего блока НВ АЭС, когда, спустя два года, приступив к изучению проекта третьего блока, они обнаружили отсутствие в проекте: каких бы то ни было систем расхолаживания КО.

3. Получение персоналом от вышестоящих лиц распоряжений, нарушающих законы и принципы действия блока АЭС. Выше уже приводился пример бездумного распоряжения главного инженера НВ АЭС, выполнение которого СИО привело к первой радиационной аварии на первом блоке НВ АЭС. Едва ли не более разительным является пример потенциальной аварии на втором блоке НВ АЭС. В октябре 1985 г. в корпусе реактора второго блока НВ АЭС, работавшего на номинальной мощности, появились громкие металлические удары (сила их была такова, что они прослушивались даже на ЦЩУ диспетчера станции в "чистой зоне"). В соответствии с требованием ПБЯ-04-74 и, соответственно, всех инструкций по эксплуатации оператор реактора должен был немедленно самостоятельно остановить реактор нажатием кнопки аварийной защиты (АЗ). Того же действия требовали инструкции по эксплуатации от НС реакторного цеха и от НС АЭС. Однако, второй блок не только не был остановлен, но руководство НВ АЭС приняло решение и отдало распоряжение продолжать работу блока на мощности, мотивируя это беспрецедентное решение: необходимостью выполнения плана выработки электроэнергии, установленного для НВ АЭС на 1985 г. И если в 1968 г. ЗНС Бедринов Е.П., - в полном соответствии с требованиями инструкций по эксплуатации, - отказался выполнять самоубийственное распоряжение главного инженера НВ АЭС, то в 1985-86 г.г. ни один из НС АЭС, НС РЦ, ВИУР в течение полугода работы явно дефектного реактора не решился при приеме смены нажать кнопку АЗ реактора, что они были обязаны безоговорочно сделать в соответствии с требованиями ПБЯ и инструкций по эксплуатации. Т.е. к этому времени подавление системы ограниченного единоначалия в оперативном управлении АЭС всеобъемлющим в СССР принципом абсолютного единоначалия было завершено полностью и оставалось только ждать логического завершения - Чернобыльской катастрофы. Кстати будет сказать, что уверившееся в своей способности изменять или даже отменять принципы и законы действия блока АЭС руководство НВ АЭС не остановило второй блок НВ АЭС и в январе 1986 г., когда план выработки электроэнергии 1985 г. был уже выполнен. Второй блок НВ АЭС с явно дефектным реактором был остановлен на планово-предупредительный ремонт только в марте 1986 г., немногим более чем за месяц до Чернобыльской катастрофы. При вскрытии реактора было установлено, что внутри корпуса реактора оборвалась одна из трех шпонок, фиксирующих положение в корпусе реактора выемной шахты с расположенной в ней активной зоной реактора. В силу этого обстоятельства на фланце выемной шахты, на котором она и висит вместе с активной зоной в корпусе реактора, начала развиваться трещина. К моменту вскрытия реактора длина трещины составляла ? всего периметра фланца. Каждому грамотному инженеру известно, что характер развития подобных трещин носит совершенно неопределенный характер. И только эта неопределенность в течение пяти месяцев отделяла весь мир от срабатывания следующей цепочки событий: катастрофическое развитие трещины - обрыв выемной шахты реактора с активной зоной - обрыв под действием их суммарного веса оставшихся двух фиксирующих шпонок - падение шахты с активной зоной до упора с вводом в активную зону частей тепловыделяющих сборок, остававшихся внизу (такова конструкция органов регулирования этого типа реакторов) - + Δρа.з. ≥ β - чудовищный паровой взрыв из-за не управляемого выделения энергии в активной зоне реактора, превосходящий по силе будущий Чернобыльский (из-за наличия у этого типа реактора прочного корпуса). Разумеется, это была бы Нововоронежская катастрофа, а не Чернобыльская: .

4. Не оптимальное физическое или психическое состояние персонала, препятствующее своевременному и качественному принятию решений и выполнению действий, соответствующих законам и принципам действия блока АЭС. Вполне понятно, что причин не адекватного физического или психического состояния каждого оператора во время работы может быть великое множество. Но при этом все управляющее сообщество АЭС должно понимать и действовать в полном соответствии с вышеприведенным аксиоматическим утверждением: величина нарушений и аварийных ситуаций в технологических режимах работы блока АЭС зависит от степени нарушений оперативным персоналом принципов и законов действия блока АЭС, но никоим образом не зависит от причин неправильных действий оперативного персонала. Т.е. бытовые неурядицы, случайная ссора в общественном транспорте или очередной "разнос" ретивого, но не очень умного начальника могут иметь совершенно одинаковые отрицательные последствия в работе оператора. И склонность операторов к засыпанию под монотонное гудение приборов на БЩУ в ночное время носит сугубо физиологический характер, а отнюдь не следствие низкого морального уровня операторов, как любит утверждать административно-техническое руководство АЭС, оправдывая тем самым свое бездействие в борьбе с этой естественной склонностью любого человека.

5. Концепция культуры ядерной эксплуатации (КЯЭ)